- •1 . Элементарные заряды. Объемная, поверхностная и линейная плотность зарядов.
- •4 . Примение «т» Гаусса-Остроградского для расчета поля.
- •5 . Работа сил электростатического поля.
- •6 . Связь напряженности эсп с градиентом потенциала.
- •7. Электрический момент системы зарядов.
- •13. Соединения конденсаторов.
- •9 . Диэлектрическая проницаемость веществ. «т» Гаусса-Остроградского для диэлектриков.
- •1 0. Проводники в электрическом поле.
- •11. Электроемкость уединенного проводника.
- •1 2. Конденсаторы. Электроемкость системы двух проводников.
- •1 4. Энергия электростатического поля.
- •15. Сила тока и плотность тока.
- •2 0. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи.
- •21. Закон Био-Савара-Лапласа. Вектор напряженности и индукции магнитного поля.
- •2 2. Применение закона б-с-л для магнитного поля.
- •2 3. Магнитный момент контура с током.
- •2 4. Закон полного тока.
- •25. Сила Ампера и сила Лоренца.
- •26. Релятивистская природа магнитного поля.
- •2 7. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном поле.
- •28. Эффект Холла.
- •29. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.
- •30. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея.
- •31. Индуктивность контура. Явление самоиндукции.
- •32. Экстратоки. Переходные процессы.
- •33. Собственная энергия тока. Энергия магнитного поля.
- •37. Магнитная восприимчивость и проницаемость. Типы магнетиков.
- •38. Орбитальный диамагнетизм.
- •3 9. Ферромагнетизм. Домены. Кривая намагничивания ферромагнетика. Петля гистерезиса.
- •40. Первое уравнение Максвелла. Вихревое электрическое поле.
- •41. Второе уравнение Максвелла. Ток смещения.
- •42. Система уравнений Максвелла.
- •43. Плоская волна в диэлектрике.
- •44. Отражение и преломление эмв на границе двух диэлектриков.
- •45. Вектор Умова–Пойтинга.
1 4. Энергия электростатического поля.
q
– заряд одной обкладки,
Δφ
– разность потенциалов. Вычислим работу
по переносу заряда Δq
с
одной обкладки на другую:
эта работа по величине равна энергии
поля между пластинами конденсатора,
которая выделяется при разряде
(исчезновении поля) во внешней цепи.
Объемная
плотность энергии
или
В общем случае полная энергия может
быть вычислена как W=
Для уединенного проводника: W=
Энергия
взаимодействия системы неподвижных
точечных зарядов: W=
;
где φi
– потенциал поля всех зарядов (исключая
Qi)
в месте расположения заряда Qi.
15. Сила тока и плотность тока.
Р
ассмотрим
проводящую среду. Для электронов
=>
V≈105
м/с; В состоянии равновесия [v]=
При наложении ЭП на хаотическое движение
зарядов накладывается дрейф
зарядов в поле. Электрическим
током
называется упорядоченное движение
электрических зарядов. Направление
тока
– направление движения положительных
зарядов. При включении поля на время
каждый заряд приобретает некоторую
скорость вдоль направления поля: (qE)
Пусть τ
– время релаксации, тогда
и
среда будет рассеивать энергию и
нагреваться при пропускании тока.
Сила
и плотность тока: v–
скорость дрейфа; q–
заряд одной частицы; n–
концентрация; Тогда заряд, прошедший
через поперечное сечение проводника.
Плотность
тока
– заряд, проходящий через единицу
времени через единицу площади поперечного
сечения пр-ка. j=
[ j
]
= 1 А/м2
(ампер на метр2);
Сила
тока
в проводнике равна величине заряда,
проходящего через поперечное сечение
проводника за единицу времени. I=
[I]
= 1 А (Ампер); S
– произвольная поверхность, перекрывающая
проводник. Уравнение
непрерывности: Вычислим
I
– поток вектора через произвольную
поверхность, расположенную внутри
проводника. Очевидно, он равен убыли
положительного заряда, заключенного
внутри S:
-
- -
1
6.
Проводимость и закон Ома для металлов.
В
металлическом проводнике j=nvq=nVDe=n
Закон Ома в дифференциальной форме
j=σE;
σ
–
электрическая проводимость среды;
I=jS=σSE=σ
или
по-другому I=
– закон Ома; U
– разность потенциалов (В), R
– электрическое сопротивление;
Для
проводника цилиндрической формы R=ρ
ρ
– удельное сопротивление; L
– длина проводника; S
– площадь поперечного сечения проводника.
1
7.
Соединение сопротивлений.
а) последовательное соединение R=R1+R2+…+Rn;
б)
параллельное соединение
1
8.
Закон Джоуля-Ленца.
Пусть имеется произвольный участок цепи, между концами которого создана разность потенциалов U=φA+φB; Пусть I – сила тока, тогда за время Δt по цепи пройдет заряд ∆q=I∆t; Работа по переносу заряда
A=∆q∆φ=IU∆t;
– работа тока, которая полностью
превращается в тепло. Мощность тока P=
Если между A
и B
находится резистор A=I2R
– закон Джоуля-Ленса.
1
9.Электродвижущая
сила.
С
истема
проводников, в которой действуют только
ЭС силы, со временем приходит в равновесное
состояние и движение зарядов прекращается.
Пусть имеется устройство, которое
поддерживает эл. ток в цепи, перенося
электроны обратно. Пусть q
>
0 переносится из т.2 в т.1 (внутри
источника). A=q(φ2-φ1)+W;
A=q(φ2-φ1)+I2r∆t
или
Электродвижущей
силой
(ЭДС) источника тока называется отношение
работы,
совершаемой
сторонними силами внутри источника
при перемещении заряда q,
к величине этого заряда ε=
[ε]
= 1 В (Вольт); получаем ε=φ2-φ1+Ir;
